(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の表面を部分的に被覆処理する際に使用するマスク治具であって、
マスク治具本体の被覆処理部を露出させる窓の内面縁部に、該縁部に沿って前記成形品の表面との間に隙間なく、非被覆処理部内から窓への空気の流通を遮断するクッション材を設けてなり、前記クッション材は付加反応型シリコーン系樹脂であることを特徴とするマスク治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のヘッドランプやテールランプ等の成形品の一部に、塗装、蒸着、スパッタリング等の表面被覆処理を行う際に用いるマスク治具であって、見切り部（被覆処理部と非被覆処理部との境界部）の不良が極力生じないマスク治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗装、蒸着、スパッタリング等の表面被覆処理に用いられるマスク治具は、大別すると、電鋳マスク治具、板金マスク治具、樹脂マスク治具に分類され、それぞれに一長一短がある。例えば；
・電鋳マスク治具は、見切り精度に優れるが、価格が高く、成形品の素材に傷がつきやすいという欠点がある、
・板金マスク治具は、見切り精度は電鋳マスク治具に比べて劣るものの、低価格であるため、見切り処理が比較的単純な成形品によく使用されている、
・樹脂マスク治具は、成形用の金型が必要であり、金型が高価なため、よほど多数個のマスク治具が必要とされない限り、採用されないのが実情である。
【０００３】
図１（Ａ）は、このようなマスク治具１００を成形品Ｍに装着した断面図であり、被覆材２００を処理した後の状態を示す。
図１（Ｂ）は、被覆材２００を処理した後、図１（Ａ）のマスク治具１００を外した状態を示す斜視図である。図１（Ｂ）に示すような所望の見切り線（図中、点線で示した被覆処理部と非被覆処理部との境界線）Ｌを得るためには、マスク治具１００は、被覆処理すべき成形品Ｍの非被覆処理部に、被覆材２００が見切り部Ｌから入り込まないように密着（フィット）させなければならない。
すなわち、マスク治具１００と成形品Ｍとの間に、わずかでも隙間があると、その隙間に被覆材２００が入り込み、いわゆる糸引き（非被覆処理部に被覆材が糸状に付着すること）などが生じたりして、見切り線Ｌを綺麗に出すことができにくくなる。加えて、被覆材２００がマスク治具１００に密着しやすい素材だと、マスク治具１００を外すときに見切り部近傍の被覆材２００まで一緒に剥がれてしまい、図１（Ｃ）（図１（Ｂ）と同様、図１（Ａ）のマスク治具１００を外した後の状態を示す斜視図である）に示すように、見切り線Ｌを所望の形状に形成できないこともある。さらには、蒸着やスパッタリング等の被覆処理時、熱や真空放電などの影響で、マスク治具１００と成形品Ｍとの間に滞在していた空気等のガスが上記隙間より徐々に漏れていき、このガス（以下、「アウトガス」とも言う）とＡｌなどの金属製の被覆材２００とが反応して焼け焦げたような状態となり、見切り線Ｌ上やその近傍に黒斑状の酸化被膜が発生することが大きな問題となっていた。
【０００４】
一方で、ポリカーボネートなどの合成樹脂からなる成形品（ヘッドランプやテールランプ等）には、成形バラツキが多い。通常、マスク治具は、ある特定の成形品から反転型を作製し、この反転型を用いて母型（マスター）を得て、その母型をもとに作製されるので、作製されたマスク治具と別の成形品とでは隙間が生じやすく、全ての成形品との十分な密着（フィット）性が得られない実情がある。
このような成形バラツキに起因するマスク治具と個々の成形品との隙間に対しては、熟練度を要する「すり合わせ工程」を行うこともあるが、時間とコストがかかるという難点があった。
【０００５】
そこで、そのような隙間を無くすために、樹脂あるいはゴム製のクッション層を接着剤や両面テープにて貼付したマスキング材が提案されている（特許文献１，２参照）。
しかし、蒸着やスパッタリング時に発生する熱や真空放電の影響により、クッション層、或いは接着剤や両面テープ中に含まれる反応副生成物や残存モノマーなどがアウトガスとして発生し、このガスとＡｌなどの金属製の被覆材２００とが反応して、見切り線Ｌ上やその近傍に蒸着膜やスパッタリング膜以外の被膜(以下、「アウトガスに起因する被膜」とも言う)が発生し、見切り線を綺麗に出せないことがあった。
【０００６】
他方、本発明者らは、先に、ウレタンビーズや短繊維などからなるクッション層を形成したマスク治具を提案している（特許文献３参照）。
このマスク治具は、成形品への擦り傷の発生を阻止するには非常に有効なものの、該クッション層の形成工程が煩雑ゆえ、改良の余地があった。
【０００７】
最近では、自動車のヘッドランプやテールランプとして、高輝度のＬＥＤランプの使用が急速に伸びてきていて、前述したような成形品について、被覆処理の要求品質が年々厳しくなってきており、市場では常に従来品よりもより見切り精度に優れたマスク治具の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２８５７５０号公報
【特許文献２】特開２００７−１３６３１９号公報
【特許文献３】特開２００８−１３２４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の諸点を考慮し、個々の成形品と密着でき、成形品のバラツキを吸収できるうえ、該成形品の被覆処理時の諸問題、例えば、上記した糸引きや剥がれ、アウトガスに起因する被膜などの見切り部の不良が極力阻止できるマスク治具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の課題を解決するために、蒸着やスパッタリング等の処理時に、クッション層、或いは接着剤や両面テープ中に含まれる反応副生成物や残存モノマーなどがアウトガスとして発生することがない、クッション材について鋭意研究を重ねたところ、
ゴム弾性体である、付加反応型シリコーン系樹脂をクッション材とすることで、
接着剤や両面テープを用いることなく、マスク治具と個々の成形品との間の隙間を埋めると共に、成形品との適度な離型性をマスク治具に付与することができ、アウトガスに起因する被膜の発生などがない、見切り精度に優れたマスク治具が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明のマスク治具は、成形品の表面を部分的に被覆処理する際に使用するマスク治具であって、マスク治具本体の被覆処理部を露出させる窓の内面縁部に、該縁部に沿って前記成形品の表面との間に隙間なく、非被覆処理部内から窓への空気の流通を遮断するクッション材を設けてなり、前記クッション材は付加反応型シリコーン系樹脂であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマスク治具は、特定のシリコーン系樹脂をクッション材として設けたものである。
これにより、該クッション材を介して、マスク治具と成形品とが良好に密着するので、成形品の被覆処理部に段差がなく平坦なものであっても、空気の流通が完全に遮断され、アウトガスに起因する被膜の発生がないばかりか、糸引きや剥がれなどの見切り部の不良が極力生じない。
このような本発明のマスク治具は、特定のシリコーン系樹脂を注入あるいは塗布・スプレーし、硬化させるだけで、クッション材を設けることができるので、簡便に得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）は、従来のマスク治具を成形品に装着した時の断面模式図である。          （Ｂ），（Ｃ）は、被覆材２００を処理した後、（Ａ）のマスク治具を外した状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は所望の見切り線が得られた状態であり、（Ｃ）はマスク治具を外す際に一緒に被覆材が剥がれ見切り線が不良となった状態である。
【図２】（Ａ）は、成形品の形状の一例を示したモデルの斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のイ−イ線矢示方向断面図である。
【図３】図２に示したモデルをかたどった、本発明のマスク治具１の模式断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は、電鋳法を採用した場合の本発明のマスク治具本体１’の製造工程の一例を説明する図である。
【図５】図４で得られたマスク治具本体１’にクッション材を設ける一工程例を説明するための模式的な断面図である。（Ａ）が全体図、（Ｂ），（Ｃ）は（Ａ）のα部の拡大図であり、（Ｂ）はスペーサ−と押さえプラグとで隙間部分を形成する様子を示し、（Ｃ）は（Ｂ）の隙間部分にクッション材を注入硬化した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
自動車のヘッドランプやテールランプ等のような成形品は、一般的に複雑な形状をなしている。
以下、本発明のマスク治具の説明を簡単にするため、図２（Ａ），（Ｂ）に示すような形状の成形品Ｍを想定し、このような成形品Ｍの形状をかたどったマスク治具１（図３参照）について説明していく。
【００１５】
図２，３に示すように、本発明のマスク治具１は、成形品Ｍの表面を部分的に被覆処理する際に使用するものであって、マスク治具本体１’の被覆処理部を露出させる窓４の内面縁部に、非被覆処理部内から窓４への空気の流通を遮断するクッション材３を設けてなる。
マスク治具本体１’は、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス、真鍮などの電鋳マスクとしても、板金マスクとしてもよく、ＡＢＳ系樹脂、ＰＰ系樹脂、ＰＣ系樹脂などの樹脂マスクとすることもできる。
【００１６】
本発明では、クッション材３として、非発泡材であって、加熱可塑化することのない付加反応型シリコーン系樹脂を用いる。
【００１７】
シリコーン系樹脂には、硬化方式で大別すると、縮合反応型と付加反応型がある。縮合反応型シリコーン系樹脂だと、硬化後に副生成物（アルコールやアセトンなど）が生じ、例えば蒸着時の加熱環境下、或いはスパッタリング時の真空放電環境下で該副生成物がアウトガスとして発生し、このアウトガスとＡｌなどの金属製の被覆材とが反応して、見切り線上やその近傍にアウトガスに起因する被膜が発生するので、見切り線を綺麗に出すことが出来ない。
したがって、本発明では、1液または２液タイプの付加反応型シリコーン系樹脂を用いる。なお、１００℃以上に加熱して硬化させるタイプは、マスク冶具本体（特に、樹脂マスク）１’の熱変形を起こす虞があるので、低温硬化タイプ（４０〜６０℃程度で硬化するタイプ）が好ましい。
【００１８】
なお、本発明で用いる上記シリコーン系樹脂は、硬化前の２５℃における粘度が９０〜１１０Ｐａ・ｓ程度のものが好ましい。
粘度が低すぎると、マスク治具本体（特に、電鋳または板金マスク）１'との十分な接着性が得られず、高すぎると、取り扱いが困難なことに加え、蒸着やスパッタリング等の処理下で劣化しやすく、耐久性が劣る等の問題がでてくる。
【００１９】
また、上記シリコーン系樹脂の付加反応硬化後のクッション材３の硬度は、デュロメーターＡ硬さで、３０〜４０程度が好ましい。
４０を超えると、硬すぎて、緩衝性能が発揮されず、マスク治具１と成形品Ｍとの密着性の向上が十分に得られないので、見切り部Ｌの不良が生じやすい。
３０未満であると、柔らかすぎて、被覆処理前・後のマスク治具１の着・脱時に、クッション材３自体が破壊したり、破損残が成形品などに付着する虞がある。
【００２０】
このような付加反応型シリコーン系樹脂をクッション材３として用いれば、マスク治具本体１’とは接着性がよく、成形品Ｍとは離型性がよいので、被覆処理後にマスク治具１を外した際に、被覆材が、見切り線において切れやすく、マスク治具１と共に剥がれることが無いなどの効果が得られ、しかも、アウトガスに起因する被膜などの発生も無い。
【００２１】
本発明のクッション材３の厚み（マスク内面からの突出寸法（高さ））としては、０．０５〜０．５ｍｍ程度とすればよい。
厚みが０．０５ｍｍ未満だと、クッション性能が発揮し難い。０．５ｍｍを超えると、表面被覆処理時に見切り部分が高い壁（段差）となり、かえって見切り線を綺麗に出しづらくなる。
クッション材３の幅（見切り線（窓の縁部）から内部に亘る寸法）については、狭すぎると、クッション材としての所望の効果が得られず、広すぎても、該効果は飽和し無駄となるので、３．０〜７．０ｍｍ程度が好ましい。
【００２２】
本発明のマスク治具１では、以上のようなクッション材３を、被覆処理部を露出させる窓４の内面縁部に設けてなることで、
１）マスク治具と個々の成形品との間の隙間を埋めると共に、成形品との適度な離型性とを十分に備えたものとなるので、従来品よりも見切り精度（被覆処理部と非被覆処理部との境界精度）に優れている、
２）成形品とマスク治具との着・脱の際に、成形品に傷が付くのを効果的に防止できる、
３）マスク治具と成形品との間に滞在していた空気の流れを確実に遮断できるうえ、クッション材硬化時に反応副生成物や残存モノマーなどがアウトガスとして発生せず、被覆処理時に該ガスに起因する被膜が生じない、
４）被覆処理後のマスク治具のアルカリによる洗浄工程でも変性や溶解を起こしにくいので、耐久性（例えば、スパッタリングによる被覆処理の場合、２０〜３０回程度の繰り返し使用可能性）に優れている、
などの効果を奏するものである。
【００２３】
クッション材３を設ける方法としては、後述の実施例に記載するように、被覆処理部を露出させる窓４の内面縁部に、スペーサ−などで形成した隙間部分に前述の付加反応型シリコーン系樹脂を注入硬化させてもよいし、刷毛やスプレーなどで塗布硬化させてもよい。
【００２４】
また、本発明のマスク治具本体１’が、電鋳マスクの場合は、一般的な電鋳処理（母型（マスター）の全表面を導電化し、その表面に電鋳金属を一定厚みに析出させる処理）にて、板金マスクの場合は、マスターの全表面に合わせた一般的な板金処理にて、樹脂マスクの場合は、マスターから反転型をつくり、この反転型を用いて真空成形や射出成形などにて製造すればよい。
このとき、マスク治具本体１’の内面上方に、バリ逃がし（個々の成形品のバラツキ逃がし）用の空隙部を設けてもよい。
【００２５】
本発明のマスク治具１は、被覆処理をより確実に行うために、被覆処理時に成形品Ｍを裏側から支える裏パーツを伴ったものでもよい。
【実施例】
【００２６】
≪電鋳マスク治具≫
実施例１
マスク治具本体を製造する
図４に示す工程に沿って、本発明の電鋳マスク治具本体を製造した。
前述した図２に示すようなモデル形状の成形品Ｍから、反転型を作製し、この反転型から、図４（Ａ）に示すような母型（マスター）５を得た。
次に、マスター５の表面に、銀鏡反応によって銀の薄膜（図示省略）を形成することで、導電化したマスター６を作製し、図４（Ｂ）に示すように、ニッケル電鋳液ＥＬを満たしたニッケル電鋳槽８の陰極に導電化したマスター６を取り付け、陽極にニッケルのインゴット７を取り付け、インゴット７から電解したニッケルを、導電化したマスター６の表面に析出させた。
【００２７】
続いて、導電化したマスター６の表面に析出させたニッケル層９の厚みが約１ｍｍに達したものを、図４（Ｃ）に示すように、ニッケル電鋳槽８から出槽させた。
その後、図４（Ｄ）に示すように、マスター６からニッケル層９を外し、図４（Ｅ）に示すように、電鋳の不要部分（窓４に相当する部分など）をカットして、電鋳マスク治具本体１’を得た。
【００２８】
マスク治具本体にクッション材を設ける
図５に示す工程に沿って、電鋳マスク治具本体にクッション材を設けた。
マスク治具本体１’の被覆処理部を露出させる窓４の内面縁部にクッション材を設けるために、まず、クッション材の所定厚みを確保するためのスペーサ−１２（厚さ：約０．１ｍｍ）を、母型（マスター）５に接着させた。
次に、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、前述のようにして得たマスク治具本体１’を母型（マスター）５に被せて、前記カット部（窓）４に、押さえプラグ１４を設置した。
続いて、スペーサ−１２と押さえプラグ１４とで形成される隙間部分１３に、図５（Ｃ）に示すように、クッション材３として、付加反応型シリコーン系樹脂（信越化学工業（株）製 商品名“Ｘ−３２−１９４７”）を注入し、５０℃にて硬化させて、厚さ約０．１ｍｍのクッション材３を設けてなる実施例１のマスク治具１を得た。
【００２９】
【表１】
0005715798.tif 000002
【００３０】
比較例１
クッション材として、縮合反応型シリコーン系樹脂（信越化学工業（株）製 商品名“ＫＥ３４９４”）を注入し硬化させた以外は、実施例１と同様にマスク治具を得た。
【００３１】
比較例２
クッション材を設けない実施例１のマスク治具本体を、比較例２とした。
【００３２】
比較例３
クッション材として、エポキシ系樹脂（昭和高分子(株）製 商品名“リポキシ”）を注入し硬化させた以外は、実施例１と同様にマスク治具を得た。
【００３３】
比較例４
クッション材として、発泡ウレタン（軟質ポリウレタンフォーム）を両面テープにて貼付した以外は、実施例１と同様にマスク治具を得た。
【００３４】
≪樹脂マスク治具≫
実施例２
マスク治具本体を、ＡＢＳ樹脂を用いて、真空成形にて得、このＡＢＳ樹脂製マスク治具本体に、実施例１と同様にしてクッション材３を設けて、実施例２のマスク治具を得た。
【００３５】
実施例１〜２、比較例１〜４の各マスク治具を、自動車用のヘッドランプ成形品の表面に装着（マスキング）し、９０℃、真空度０．１Ｍｐａの条件下にてアルミニウムを蒸着させた後、マスク治具を該成形品から外し、見切り精度について下記のように評価し、その結果を併せて表１に示す。
【００３６】
・アウトガス
成形品の蒸着膜の見切り部（境界部）において、アウトガスに起因する被膜が発生したかどうかを肉眼で評価した。
「○」：被膜の発生無し
「×」：被膜の発生有り
【００３７】
・剥離性
成形品の表面に形成された蒸着膜が、マスク治具と共に剥がれたかどうかを肉眼で評価した。
「○」：蒸着膜が剥がれない
「×」：蒸着膜が剥がれた
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明のマスク治具は、見切り部の不良が極力生じ難いものである。
したがって、例えば、最近のＬＥＤランプ使用の増加に伴い、より高品質な見切り精度が求められている自動車のヘッドランプやテールランプなどのランプユニットの表面被覆処理、あるいは、該表面被覆処理品の一部に塗装する際などに好適なものである。
【符号の説明】
【００３９】
１、１００      マスク治具
１’            マスク治具本体
２００          被覆材
３              クッション材
４              窓
５              母型（マスター）
６              導電化した母型（マスター）
７              インゴット
８              電鋳槽
９              ニッケル層（電鋳）
１２            スペーサ−
１３            隙間部分
１４            押さえプラグ
ＥＬ            電鋳液
Ｌ              見切り線（見切り部）
Ｍ              成形品
【図１】
0005715798.tif 000003
【図２】
0005715798.tif 000004
【図３】
0005715798.tif 000005
【図４】
0005715798.tif 000006
【図５】
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